Divoké mládí hvězd podobných Slunci a vznik života

Na obrázku je předpokládaný vzhled Slunce v různých fázích jeho vývoje (zleva): ve věku méně než 300 miliónů roků, ve věku 650 miliónů roků, ve věku 2 miliard roků a dnes.

Hvězdy podobné našemu Slunci (dvojníci Slunce) umožnily astronomům „cestovat“ v čase a spatřit doslova macešské podmínky převládající jak v raném věku Sluneční soustavy, tak i v jejím budoucím vývoji, stejně tak i v planetárních soustavách kolem jiných hvězd. Tyto výzkumy mohou vést k důkladnému nahlédnutí do počátků života na Zemi a k odhalení, jak pravděpodobný (či nepravděpodobný) je vznik života někde jinde ve vesmíru.

Tato práce odhalila, že Slunce rotovalo více než 10krát rychleji v době svého mládí (tj. před více než 4 miliardami roků) než dnes, přičemž generovalo mnohem silnější magnetické pole a jeho celková aktivita byla mnohem intenzivnější. To mj. znamená, že mladé Slunce produkovalo několiksetkrát intenzivnější rentgenové a ultrafialové záření než produkuje dnes.

Jedním z nejžhavějších témat na letošním (XXVII.) generálním zasedání Mezinárodní astronomické unie (IAU), které se počátkem srpna konalo v Rio de Janeiru (Brazílie), zahrnovalo studium astrofyzikálních podmínek, příznivých pro rozvoj a přežití prapůvodního života. Nové výzkumy ukazují, že ve srovnání s hvězdami středního stáří, jako je například naše Slunce, nově vznikající hvězdy rotují mnohem rychleji, přičemž generují silná magnetická pole, která mají za následek velmi vysokou emisi rentgenového a ultrafialového záření, a také elektricky nabitých částic – což může způsobit zkázu vytvářející se atmosféry planety a mít škodlivý vliv na vývoj vznikajících forem života.

Zjištění, jak vzácný je život ve vesmíru, je i klíčovou otázkou současných přírodních věd. Sjednocení multidisciplinárních poznatků z biologie, geologie, fyziky a astronomie umožní astrobiologům zhodnotit, jak odlišné podmínky kolem různých typů hvězd v jejich rané fázi vývoje mohou napomoci nebo naopak překážet vzniku života v mladých planetárních soustavách.

Slunce nahání hrůzu i vzbuzuje úctu. Tato přehřátá koule přibližně 330 000krát hmotnější než Země vyzařuje obrovské množství energie a vymršťuje velká oblaka horké plazmy do vzdálenosti několika miliónů km. Avšak pro planety typu Země, obíhající v bezpečné vzdálenosti od těchto mohutných explozí a koupajících se v mírnějším záření, může Slunce poskytovat trvalý zdroj energie, zásobující rodící se život. Nynější klidné Slunce, hvězda středního věku kolem 4,5 miliardy roků, má již za sebou bouřlivé mládí.

Skupina astronomů, jejímž vedoucím je Jean-Mathias Grießmeier (ASTRON, Holandsko), studovala jiný typ magnetických polí – magnetická pole planet. Vědci zjistili, že přítomnost planetárních magnetických polí hraje důležitou roli – určuje předpoklady pro existenci života na planetách, protože jej může chránit před dvěma nepříznivými faktory: krátkodobými výtrysky částic, vyvržených z vnější části atmosféry hvězdy, tzv. koróny nebo při trvalém proudu částic slunečního (hvězdného) větru.

Jean-Mathias Grießmeier říká: „Planetární magnetická pole jsou důležitá ze dvou základních důvodů. Chrání planetu před přilétajícími nabitými částicemi, tudíž chrání planetární atmosféry před jejich odfouknutím do okolního prostoru, a také působí jako ochranný štít proti kosmickým paprskům s vysokou energií. Nepřítomnost vlastního magnetického pole může být pravděpodobnou příčinou, že planeta Mars nemá dostatečně hustou atmosféru.“

Edward Guinan, profesor astronomie a astrofyziky na Villanova University, USA, vysvětluje překvapující zjištění, které vyplynulo z jeho výzkumu:

„Slunce patrně není dokonalou hvězdou pro planetární soustavy, v nichž se může objevit život. Je nesnadné to dokázat, protože Slunce je doposud jedinou známou hvězdou, kolem níž obíhá planeta obdařená životem. Naše studie však naznačují, že ideální hvězdou pro planetární soustavy, v nichž jsou vhodné podmínky pro život v průběhu několika desítek miliard roků, mohou být menší oranžoví trpaslíci, pomaleji spalující vodík ve svém nitru, kteří se dožívají vyššího věku než Slunce – zhruba 20 až 40 miliard let. Tyto hvězdy spektrální třídy K jsou velmi stabilní a oblast kolem nich, označovaná jako zóna obyvatelnosti (zóna života či zelená zóna), zůstává na stejném místě po dobu několika desítek miliard roků. Takovéto hvězdy jsou ve vesmíru 10krát četnější než hvězdy podobné Slunci a mohou dlouhodobě poskytovat nejlepší možné podmínky pro život.“

Guinan dále pokračuje: „Získali jsme rovněž informace, že planety podobné Zemi také nemusí být nutně nejvhodnějším prostředím pro rozvíjející se život. Planety 2krát až 3krát hmotnější než Země – s vyšší gravitací – si mohou lépe udržet atmosféru. Mohou mít větší tekuté železné jádro, produkující silnější magnetické pole, které chrání planetu lépe v raném období proti působení intenzivního kosmického záření. Kromě toho větší planeta chladne mnohem pomaleji a udržuje si déle své ochranné magnetické pole. Tento typ planet může mnohem pravděpodobněji hostit na svém povrchu život.“

Zdroj: http://cmarchesin.blogspot.com/2009/08/news-release-iau0916-violent-youth-of.html

autor: František Martinek